B1 自动倒车策略.PDF

B1 自动倒车策略 姓名 学号 专业 朱宗祥 信息与计算科学 甘锐 2014213028 信息与计算科学 何静 2014213035 信息与计算科学 摘要 在 本文针对自动泊车系统的研究， 考虑系统控制容易性的情况下，参考生活 中人工入库的实际情况，对整个“一进二退”倒车过程车辆运动规律进行分析之 后，运用了几何学相关知识求出了车辆在各段泊车的位置，得出了泊车原始起点 坐标范围，并根据车辆泊车停靠位置的合理性及安全性，列出约束条件，通过构 建模型，解决了安全倒车入库的起始点位置问题和最佳泊车策略问题，并运用了 Matlab 软件对模型进行求解。 针对问题一，考虑到汽车参数复杂性及汽车泊车过程受到的影响因素，忽略汽 车边界的轮廓形状，先对车身和车位建立简化模型，将车身简化为前轮可以自由 转动的矩形刚体。分析汽车泊车转弯的几何学特性，将汽车倒车入库的过程划分 为三个阶段，在满足实际泊车约束条件的情况下采用三段垂直泊车方式，列出约 束条件，基于阿克曼转向几何建立汽车运动学模型，通过计算三段垂直泊车过程 临界值并采用数形结合的方法对模型进行求解，得到求出汽车能够安全入库的原 始起点坐标范围。在汽车距离通行道较近的情况下不能进行三段式垂直泊车，采 用直接倒行垂直泊车路径规划，最终得出: 当汽车与通车道上部距离在 （565.7 mm，4070.4 mm）时，采用三段垂直倒车 方式，理想起始点的的方程为： 2 2 8 (x  11417)  (y  10.1) 1.21 10 ,y  (7485.2,10989.9) 0 0 0 当汽车与通车道上部距离在 （4515.3 mm，5861mm）时，能够直接垂直倒车入 库到泊车终点，理想起始点的轨迹方程为： 2 7 x y  12000y  3.6007  10 ,y  (10989.9,11780.5) 0 0 0 0 当W在其他范围时，汽车难以安全入库到理想的泊车终点。 针对问题二，题目要求设计出给出由理想起始点到倒车入库的泊车策略，并求 出采用泊车策略时的车速、前轮转角和后轮行驶距离。应该在汽车能够安全倒车 入库并停在最恰当位置的前提下寻求满足后轮行驶距离最短的最佳泊车策略，汽 车在倒车过程中，车速为定值，经查阅资料得，汽车在泊车时，车速不能超过 5km/h,应考虑汽车出库和入库时行驶方便，汽车后轮行驶的距离越小越好，汽车 耗能越低，求出最佳的泊车路线和最佳的前轮转角，汽车整个过程行驶的距离为： wv 2 P .xP.x 2 2 1 l Ry (P .y  (R   ) (R  ) ) ，R R R 3 2 2 2 2 1 2 2 2 发现当R2取最小值 5.5m 时，两种情况下有最小距离值，求得此时后轮行驶距 离为：1964.1mm。 关键词：阿克曼运动学模型 matlab 路径规划 自动垂直泊车 数形结合 一、 问题重述 若考虑系统控制容易性，参考人工倒车入库，当车辆位于与车位垂直的任意 位置